进程调度函数schedule()分析
schedule()函数
schedule()函数schedule()函数是操作系统中的一个重要函数，用于调度进程，使之按照一定的顺序运行。
本文将对schedule()函数进行详细的介绍，包括其概念、功能、使用方法等方面。
在操作系统中，进程是计算机中最基本的执行单位。
每个进程都有自己的执行顺序，如何调度进程是操作系统的一个重要任务。
这时就需要用到schedule()函数，它能够将CPU资源分配给各个进程，并使它们按照一定的顺序执行。
schedule()函数的主要功能是将多个进程进行调度。
在切换到某个进程时，它需要执行相应的操作，包括保存当前进程的状态，然后加载要运行的进程的状态等等。
这样才能确保进程能够正常运行，保证系统的稳定性和高效性。
schedule()函数通常包含在操作系统的内核中，用户程序无法直接调用它。
通常，用户程序通过系统调用来向内核发出请求，然后由内核调用schedule()函数进行进程的调度。
在Linux系统中，schedule()函数是由内核进行管理的。
内核通过调用schedule()函数，按照某种算法来决定下一个要执行的进程。
这个算法通常是根据进程的优先级来进行调度。
当多个进程具有相同的优先级时，会采用一些其他的算法来进行调度，例如轮转法、多级反馈队列等等。
schedule()函数基本上是由内核驱动的。
当一个进程无法继续执行时，内核会启动调度程序，并从就绪队列中选择一个新的进程。
一旦一个新的进程被选中，内核会进行进程的切换，将当前进程的状态保存下来，然后加载要运行的进程的状态，并将控制权转移到新的进程中。
需要注意的是，schedule()函数的实现原理是高度依赖于具体的操作系统。
因此，在不同的操作系统中，schedule()函数的实现原理可能会有所不同。
五、总结。
python sched非阻塞用法
python sched非阻塞用法Python的sched模块是一个通用的事件调度器。
它可以让你安排在未来的某个时间执行一个函数，或者定期执行一个函数。
默认情况下，sched是阻塞的，也就是说，当你调用sched.scheduler()方法时，它会阻塞当前的线程，直到有事件可以处理。
如果你想要使用一个非阻塞的调度器，你可以使用sched.scheduler的优先级功能。
下面是一个使用sched的非阻塞用法的例子：pythonimport schedimport times = sched.scheduler(time.time, time.sleep)def print_time(a='default'):print("From print_time", time.time(), a)def print_some_times():print(time.time())s.enter(10, 1, print_time)s.enter(5, 2, print_time, argument=('positional',))s.enter(5, 1, print_time, kwargs={'a': 'keyword'})s.run()print(time.time())print_some_times()在这个例子中，我们创建了一个非阻塞的调度器，然后安排了几个任务在未来的不同时间执行。
这些任务是打印当前的时间以及一些额外的信息。
然后我们调用s.run()来启动调度器。
这个方法会立即返回，不会阻塞当前的线程。
在调度器运行期间，它会按照优先级执行任务。
当所有的任务都执行完毕后，我们再次打印当前的时间。
linux sched_setscheduler函数解析
linux sched_setscheduler函数解析sched_setscheduler函数是一个Linux系统调用函数，用于修改进程的调度策略和优先级。
函数原型为：```cint sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, const structsched_param *param);```参数说明：- pid：要修改调度策略和优先级的进程ID。
如果pid为0，则表示修改当前进程。
- policy：要设置的调度策略。
可以取以下值：- SCHED_OTHER：普通进程调度策略，即默认策略。
这是一个非实时调度策略，由时间片轮转算法控制。
- SCHED_FIFO：先进先出调度策略。
使用FIFO调度策略的进程优先级比其他普通进程高。
- SCHED_RR：轮转调度策略。
与FIFO策略类似，但进程会在使用完时间片后轮转到等待队列的末尾。
- SCHED_BATCH：批处理调度策略。
适合批处理作业，将进程聚集在一起批量执行。
- SCHED_IDLE：空闲调度策略。
只有在没有其他优先级较高的进程运行时，才会执行该进程。
- SCHED_DEADLINE：截止时间调度策略。
用于实时系统，根据任务的截止时间进行调度。
- param：一个指向sched_param结构体的指针，用于设置进程的优先级和其他调度参数。
sched_param结构体包含一个int类型的成员sched_priority，表示进程的优先级。
函数返回值为0表示成功，返回-1表示失败并设置errno。
sched_setscheduler函数用于修改进程的调度策略和优先级。
在修改调度策略之前，需要获得相应的权限。
调用该函数后，进程会立即按照新的调度策略和优先级进行调度。
注意事项：- 一些调度策略（如SCHED_FIFO和SCHED_RR）需要root权限，因此需要以root用户身份运行程序或具有相应的权限。
- 修改调度策略和优先级可能会影响系统的整体性能和稳定性，需要谨慎使用。
进程调度算法总结
进程调度算法总结所谓进程，简单来说是计算机中的各种任务，那么计算机如何分配系统资源以供这些任务使⽤呢？此篇博客⽬的就是为⼤家整理⼀下⼏种常见进程调度算法。
进度调度就是按照⼀定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列的进程，使之执⾏。
常见的进程调度算法：1、先来先服务和短作业（进程）优先调度算法2、⾼优先权优先调度算法3、基于时间⽚的轮转调度算法下⾯细说：1、先来先服务和短作业优先调度算法1.1、先来先服务调度算法这种调度算法由字⾯意思理解很直观，所谓先来先服务，就是谁先来先服务谁。
结合进程，先来先服务调度算法就是对于优先到达就绪队列的进程采取优先服务的策略，直到该进程运⾏结束或发⽣某事件导致阻塞才放弃处理机。
这种调度算法是⼀种最简单的调度算法，适⽤于作业和进程。
当⽤于作业时，先进⼊后备队列的作业先运⾏。
1.2、短作业（进程）优先调度算法短作业（进程）优先调度算法，是对短作业或短进程进⾏得调度算法。
何为短？就是估计运⾏时间短。
该算法从后备队列或就绪队列选择估计运⾏时间较短的作业或进程，将他们调⼊内存运⾏，直到该进程运⾏结束或发⽣某事件导致阻塞才放弃处理机重新进⾏调度。
2、⾼优先权优先调度算法2.1、优先权调度算法上述所说的两种调度算法，过于简单，当系统中有紧急作业或进程，且不满⾜先进队列或运⾏时间短时，这些作业或进程将很难得到资源。
那么对于这些作业或进程，⼜该怎么办呢？因此，⼜有了优先权调度算法，所谓优先权调度算法，顾名思义就是谁的优先权⾼，谁就西安得到资源得以运⾏。
进⼀步将算法分为以下两种：2.1.1、⾮抢占式优先权算法在这种⽅式下，系统⼀旦把处理机分配给就绪队列中优先权最⾼的进程后，该进程便⼀直执⾏下去，直⾄完成；或因发⽣某事件使该进程放弃处理机时，系统⽅可再将处理机重新分配给另⼀优先权最⾼的进程。
这种调度算法主要⽤于批处理系统中；也可⽤于某些对实时性要求不严的实时系统中。
2.1.2、抢占式优先权算法在这种⽅式下，系统同样是把处理机分配给优先权最⾼的进程，使之执⾏。
linux核心函数
linux核心函数Linux 内核是操作系统的核心部分，它提供了操作系统的核心功能，包括进程管理、内存管理、文件系统等。
Linux 内核的源代码中包含了大量的函数，用于实现各种操作系统的功能。
以下是一些Linux 内核中常见的核心函数，它们扮演着关键的角色：1.进程管理函数：–fork()：创建一个新的进程。
–exec()：在当前进程中执行一个新的程序。
–wait()：等待子进程结束。
–exit()：终止当前进程。
2.调度和任务管理函数：–schedule()：进行进程调度。
–yield()：主动让出CPU，将当前进程移动到就绪队列的末尾。
–wake_up_process()：唤醒一个等待中的进程。
3.内存管理函数：–kmalloc()：在内核中分配内存。
–kfree()：释放内核中的内存。
–vmalloc()：在虚拟地址空间中分配内存。
4.文件系统函数：–open()：打开一个文件。
–read()：从文件中读取数据。
–write()：向文件中写入数据。
–close()：关闭文件。
5.设备驱动函数：–register_chrdev()：注册字符设备。
–unregister_chrdev()：注销字符设备。
–request_irq()：注册中断处理函数。
6.网络函数：–socket()：创建套接字。
–bind()：将套接字与地址绑定。
–listen()：侦听传入连接请求。
–accept()：接受传入的连接请求。
7.定时器和时钟函数：–timer_create()：创建一个定时器。
–timer_settime()：设置定时器的时间。
–gettimeofday()：获取当前时间。
8.同步和互斥函数：–spin_lock()：获取自旋锁。
–spin_unlock()：释放自旋锁。
–mutex_lock()：获取互斥锁。
–mutex_unlock()：释放互斥锁。
这些函数仅仅是Linux 内核中众多函数的一小部分，Linux 内核的源代码非常庞大而复杂，包含了各种各样的功能和模块。
schedule库的用法 -回复
schedule库的用法-回复"Schedule" 库的用法在软件开发和计算机科学中，调度（scheduling）是一个重要的概念。
调度是指为一系列的任务或事件分配合适的时间和先后顺序的过程。
在各种编程语言和框架中，都有为了处理程序中的任务调度而设计的库和工具。
其中一个常用的调度库是Python 中的"schedule"。
"schedule" 是一个简单且易于使用的Python 库，它提供了一种便捷的方式来安排和管理程序中的任务。
通过使用"schedule"，开发人员可以轻松创建和管理任务的调度，使得程序的执行具有更高的灵活性和可控性。
下面将介绍"schedule" 库的用法，包括其安装、基本用法和一些高级功能。
1. 安装"schedule" 库要使用"schedule" 库，首先需要在Python 环境中安装它。
可以使用pip 包管理器进行安装，命令如下：pythonpip install schedule安装完成后，就可以在Python 脚本中导入"schedule" 模块并开始使用它了。
2. 基本用法"schedule" 库的基本用法非常简单。
下面是一个使用"schedule" 调度一个简单任务的示例代码：pythonimport scheduleimport timedef job():print("This is a scheduled job.")# 创建一个任务，每隔一分钟执行一次job 函数schedule.every(1).minutes.do(job)# 循环执行调度的任务while True:schedule.run_pending()time.sleep(1)在上面的例子中，我们首先导入了"schedule" 和"time" 模块。
操作系统五种进程调度算法的代码
操作系统五种进程调度算法的代码一、先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务（FCFS）调度算法是操作系统处理进程调度时比较常用的算法，它的基本思想是按照进程的提交时间的先后顺序依次调度进程，新提交的进程会在当前运行进程之后排队，下面通过C语言代码来实现先来先服务（FCFS）调度算法：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//定义进程的数据结构struct Processint pid; // 进程标识符int at; // 到达时间int bt; // 执行时间};//进程调度函数void fcfs_schedule(struct Process *processes, int n)int i, j;//根据进程的到达时间排序for(i = 0; i < n; i++)for(j = i+1; j < n; j++)if(processes[i].at > processes[j].at) struct Process temp = processes[i]; processes[i] = processes[j];processes[j] = temp;//获取各个进程执行完毕的时间int ct[n];ct[0] = processes[0].at + processes[0].bt; for(i = 1; i < n; i++)if(ct[i-1] > processes[i].at)ct[i] = ct[i-1] + processes[i].bt;elsect[i] = processes[i].at + processes[i].bt; //计算各个进程的周转时间和带权周转时间int tat[n], wt[n], wt_r[n];for(i = 0; i < n; i++)tat[i] = ct[i] - processes[i].at;wt[i] = tat[i] - processes[i].bt;wt_r[i] = wt[i] / processes[i].bt;printf("P%d:\tAT=%d\tBT=%d\tCT=%d\tTAT=%d\tWT=%d\tWT_R=%f\n", processes[i].pid, processes[i].at, processes[i].bt, ct[i], tat[i], wt[i], wt_r[i]);//主函数int mainstruct Process processes[] ={1,0,3},{2,3,5},{3,4,6},{4,5,2},{5,6,4}};fcfs_schedule(processes, 5);return 0;输出：。
schedule函数主要流程
上层调度，linux调度的核心函数为schedule,schedule函数封装了内核调度的框架。
细节实现上调用具体的调度类中的函数实现。
schedule函数主要流程为：1,将当前进程从相应的运行队列中删除；2,计算和更新调度实体和进程的相关调度信息；3,将当前进程重新插入到调度运行队列中，对于CFS调度，根据具体的运行时间进行插入而对于实时调度插入到对应优先级队列的队尾；4,从运行队列中选择运行的下一个进程；5,进程调度信息和上下文切换；当进程上下文切换后，调度就基本上完成了，当前运行的进程就是切换过来的进程了。
[cpp] view plaincopyprint?1. /*内核和其他部分用于调用进程调度器的入口，选择2. 哪个进程可以运行，何时将其投入运行。
schedule通常3. 都需要和一个具体的调度类相关联，也就是说，他4. 会找到一个最高优先级的调度类，后者需要有自己的5. 可运行队列，然后问后者谁才是下一个该运行的进程6. 该函数唯一重要的事情是，他回调用pick_next_task*/7. asmlinkage void __sched schedule（void）8. {9. struct task_struct *prev, *next;10. unsigned long *switch_count;11. struct rq *rq;12. int cpu;13.14. need_resched:15. preempt_disable（）；16. cpu = smp_processor_id（）；17. rq = cpu_rq（cpu）；/*得到特定cpu的rq*/18. rcu_sched_qs（cpu）；19. prev = rq->curr;/*当前的运行进程*/20. switch_count = &prev->nivcsw;/*进程切换计数*/21.22. release_kernel_lock（prev）；23. need_resched_nonpreemptible:24.25. schedule_debug（prev）；26.27. if （sched_feat（HRTICK））28. hrtick_clear（rq）；29.30. spin_lock_irq（&rq->lock）；31. update_rq_clock（rq）；/*更新rq的clock属性*/32. clear_tsk_need_resched（prev）；/*清楚prev进程的调度位*/33.34. if （prev->state && !（preempt_count（）& PREEMPT_ACTIVE））{35. if （unlikely（signal_pending_state（prev->state, prev）））36. prev->state = TASK_RUNNING;37. else/*从运行队列中删除prev进程，根据调度类的38. 不同，实现不同*/39. deactivate_task（rq, prev, 1）；40. switch_count = &prev->nvcsw;41. }42. /*现只对实时进程有用*/43. pre_schedule（rq, prev）；44.45. if （unlikely（！rq->nr_running））46. idle_balance（cpu, rq）；47. /*将当前进程，也就是被切换出去的进程重新48. 插入到各自的运行队列中，对于CFS算法插入49. 到合适的位置上，对于实时调度插入到同一个50. 优先级队列的链表尾部*/51. put_prev_task（rq, prev）；52. /*从各自的运行队列中选择下一个进程来运行*/53. next = pick_next_task（rq）；54.55. if （likely（prev != next））{56. /*更新切换出去和进来进程以及对应rq的相关变量*/57. sched_info_switch（prev, next）；58. perf_event_task_sched_out（prev, next, cpu）；59.60. rq->nr_switches++;/*切换记录*/61. rq->curr = next;62. ++*switch_count;63. /*上下文切换，在进程切换已经介绍*/64. context_switch（rq, prev, next）；/* unlocks the rq */65. /*66. * the context switch might have flipped the stack from under67. * us, hence refresh the local variables.68. */69. cpu = smp_processor_id（）；70. rq = cpu_rq（cpu）；71. } else72. spin_unlock_irq（&rq->lock）；73. /*对于实时进程有用到*/74. post_schedule（rq）；75.76. if （unlikely（reacquire_kernel_lock（current）< 0））77. goto need_resched_nonpreemptible;78.79. preempt_enable_no_resched（）；80. if （need_resched（））81. goto need_resched;82. }对于cpu_rq函数[cpp] view plaincopyprint?1. /*通过向上加偏移的方式得到rq,这里可以看出2. runqueues为一个rq结构的数组，cpu为数组下标*/3. #define cpu_rq（cpu）（&per_cpu（runqueues, （cpu）））deactivate_task函数实现[cpp] view plaincopyprint?1. /*2. * deactivate_task - remove a task from the runqueue.3. */4. static void deactivate_task（struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep）5. {6. if （task_contributes_to_load（p））7. rq->nr_uninterruptible++;8. /*具体操作*/9. dequeue_task（rq, p, sleep）；10. dec_nr_running（rq）；/*rq中当前进程的运行数减一*/11. }我们看具体的操作1. static void dequeue_task（struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep）2. {3. if （sleep）{/*如果sleep不为0,更新se中相关变量*/4. if （p->st_wakeup）{5. update_avg（&p->se.avg_overlap,6. p->se.sum_exec_runtime - p->st_wakeup）；7. p->st_wakeup = 0;8. } else {9. update_avg（&p->se.avg_wakeup,10. sysctl_sched_wakeup_granularity）；11. }12. }13. /*更新进程的sched_info数据结构中相关属性*/14. sched_info_dequeued（p）；15. /*调用具体调度类的函数从他的运行队列中删除*/16. p->sched_class->dequeue_task（rq, p, sleep）；17. p->se.on_rq = 0;18. }可见，调用了具体运行队列的删除函数，我们看最关键的选择下一个进程的方式。
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进程调度函数schedule()分析一．主要功能：实现进程的调度，从运行队列的链表中找到一个进程，然后进行分配。
可以由几个内核控制路径调用。
二．调用方式：1.当前进程不能获得必要资源而被阻塞，可以直接调用schedule()。
将current进程插入适当的等待队列，把状态改为TASK_INTERRUPTABLE或TASK_UNINTERRUPTABLE，然后调用schedule()。
一旦资源可用，就从等待队列删除current进程。
2.把current进程的TIF_NEED_RESCHED标志设置为1，由于会在恢复前检查这个标志的值，所以schedule()将在之后某个时间被明确调用，以延迟方式调用调度程序。
三. 功能分析：asmlinkage void schedule(void){struct schedule_data * sched_data;struct task_struct *prev, *next, *p;struct list_head *tmp;int this_cpu, c; //定义变量，*prev为调度之前进程，*next为调度之后进程spin_lock_prefetch(&runqueue_lock);BUG_ON(!current->active_mm);//current进程的active_mm为空，出错need_reshced_back;prev=current;//变量初始化this_cpu = prev->processor;(unlikely(in_interrupt())) {printk("Scheduling in interrupt\n");BUG();}//不能再中断程序中执行schedule()，否则会出错release_kernel_lock(prev, this_cpu);sched_data = & aligned_data[this_cpu].schedule_data;spin_lock_irq(&runqueue_lock);//释放内核锁，开this_cpu中断，并锁住runqueue队列/* move an exhausted RR process to be last.. */if (unlikely(prev->policy == SCHED_RR))//是否为轮转调度if (!prev->counter) {prev->counter = NICE_TO_TICKS(prev->nice);move_last_runqueue(prev);}//prev->counter为逐渐减少的进程时间配额，当为0时就从当前位置到runqueue 的末尾。
NICE_TO_TICKS将优先级别换算为时间配额，即恢复开始的时间配额switch (prev->state) {case TASK_INTERRUPTIBLE:if (signal_pending(prev)) {prev->state = TASK_RUNNING;break;}//查看当前状态，如果处于TASK_INTERRUPTIBLE且有信号等待处理，内核将状态设置为TASK_RUNNING,让其处理完default:del_from_runqueue(prev);case TASK_RUNNING:;}prev->need_resched = 0;//如果没有信号等待，从等待队列撤出；如果处在TASK_RUNNING 继续进行/** this is the scheduler proper:*/repeat_schedule:/** Default process to select..*/next = idle_task(this_cpu);//指向最佳候选c = -1000;//进程的综合权值list_for_each(tmp, &runqueue_head) {p = list_entry(tmp, struct task_struct, run_list);if (can_schedule(p, this_cpu)) {int weight = goodness(p, this_cpu, prev->active_mm);if (weight > c)//比较权值c = weight, next = p;}}//调度之前将要调度的进程默认为0号，权值为-1000。
0号进程即不会睡眠，也不会死亡。
内核遍历可执行队列runqueue的每个进程，用godness计算权值，然后进行比较/* Do we need to re-calculate counters? */if (unlikely(!c)) {struct task_struct *p;spin_unlock_irq(&runqueue_lock);//锁住runqueueread_lock(&tasklist_lock);//锁住进程的tasklistfor_each_task(p)//对每个进程执行操作p->counter = (p->counter >> 1) + NICE_TO_TICKS(p->nice);read_unlock(&tasklist_lock);spin_lock_irq(&runqueue_lock);goto repeat_schedule;}//若c为0，说明运行队列中的所有权值都为0，要重新分配/** from this point on nothing can prevent us from* switching to the next task, save this fact in* sched_data.*/sched_data->curr = next;task_set_cpu(next, this_cpu);spin_unlock_irq(&runqueue_lock);//对队列解锁，开中断if (unlikely(prev == next)) {/* We won't go through the normal tail, so do this by hand */prev->policy &= ~SCHED_YIELD;goto same_process;} //如果选中是原来进程，则另外执行操作#ifdef CONFIG_SMP/** maintain the per-process 'last schedule' value.* (this has to be recalculated even if we reschedule to* the same process) Currently this is only used on SMP,* and it's approximate, so we do not have to maintain* it while holding the runqueue spinlock.*/sched_data->last_schedule = get_cycles();/** We drop the scheduler lock early (it's a global spinlock),* thus we have to lock the previous process from getting* rescheduled during switch_to().*/#endif /* CONFIG_SMP */kstat.context_swtch++;/** there are 3 processes which are affected by a context switch:** prev == .... ==> (last => next)** It's the 'much more previous' 'prev' that is on next's stack,* but prev is set to (the just run) 'last' process by switch_to().* This might sound slightly confusing but makes tons of sense.*/prepare_to_switch();{struct mm_struct *mm = next->mm;struct mm_struct *oldmm = prev->active_mm;if (!mm) {BUG_ON(next->active_mm);next->active_mm = oldmm;atomic_inc(&oldmm->mm_count);enter_lazy_tlb(oldmm, next, this_cpu);} else {BUG_ON(next->active_mm != mm);switch_mm(oldmm, mm, next, this_cpu);}//开始进程切换，如果是内核线程，借用prev的地址空间，如果是一般进程，切换到next的用户空间if (!prev->mm) {prev->active_mm = NULL;mmdrop(oldmm);}}//如果是内核线程，则释放地址空间，将mm_struct的共享计数减一。
/** This just switches the register state and the* stack.*/switch_to(prev, next, prev);__schedule_tail(prev);same_process:reacquire_kernel_lock(current);if (current->need_resched)goto need_resched_back;return;}//针对smp(smp是多处理机系统)，如果调度标志位不为0，重新调度四.分析结论与体会：通过分析，了解到shedule()的运行过程，一些linux常见的变量以及库函数。
它的最主要作用就是从就绪进程中选择一个优先级最高的进程来代替当前进程运行。
由于内核的重要性，掌握理解其功能是编写任何设备驱动的必要条件。